Brain解读！科学家开发出新型表观遗传时钟 或有望揭示人类大脑衰老的分子机制！

2020年10月31日 讯 /生物谷BIOON/ --尽管机体生物钟决定了我们的睡醒节律，但一个相对更新的概念—表观遗传时钟或许能告诉我们，机体衰老的速度到底有多快，以及我们老年时患病的风险到底有多高。人类的衰老速度并不相同，有些人要比其他人更早出现与衰老相关的疾病和特征，而更多地了解这种所谓的“生物学年龄”（biological age）就能帮助我们更好地了解如何有效预防与衰老相关的疾病，比如痴呆症等。

表观遗传标志物能控制组成人类机体的不同细胞类型和组织中基因的开启和关闭的程度，与机体遗传密码不同的是，这些表观遗传标志物会随着时间的推移而发生改变，而这些改变则能被用来通过DNA样本准确预测机体的生物学年龄。近日，一项刊登在国际杂志Brain上题为“Recalibrating the epigenetic clock： implications for assessing biological age in the human cortex”的研究报告中，来自埃克塞特大学等机构的科学家们通过研究专门为人类大脑开发了一款新型的表观遗传学时钟，由于使用了人类大脑组织样本，这种新型时钟要比此前基于血液样本或其它组织的版本更加准确，相关研究有望帮助研究人员揭示大脑的加速衰老与多种大脑疾病发生之间的关联，比如阿尔兹海默病和其它形式的痴呆症等。

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研究者Jonathan Mill说道，表观遗传时钟的研究领域让我们非常兴奋，其有望帮助我们理解机体衰老发生的机制，这种新时钟能帮助研究者探索人类大脑加速衰老发生的原因，由于研究人员使用的是大脑样本，而这显然是一个无法在活人身上使用的模型，因此这无法判断大脑的衰老速度，但无论如何研究人员将其应用到了捐赠脑组织的研究上，从而就能帮助更多地了解相关脑部疾病发生的原因。文章中，研究人员利用了一种特殊方法分析了1397名1岁至108岁个体的脑组织样本进行了分析，以往的研究模型主要是基于对中年人血液样本的分析，而本文研究中研究对象的年龄范围广是另一个优势，其能够利用新模型进行更加准确地预测，研究者分析了人类大脑皮层中一种名为DNA甲基化的表观遗传学标志物，大脑皮层主要参与了大脑的认知及诸如阿尔兹海默病等多种疾病的发生。

研究者表示，我们发现了347个DNA甲基化位点，当对其进行组合型分析时就能最佳地预测人类大脑皮层的年龄，随后研究人员在来自大脑痴呆症研究（BDR）计划中的1221份人类大脑样本和1175份血液样本中进行了这种新型模型的检测。研究者Gemma Shireby说道，我们的新型表观遗传时钟在预测人类大脑生物学年龄上显著优于此前的研究模型，同时本文研究也强调了在开发表观遗传时钟模型时使用与我们所要探索的机制相关的组织的重要性，在这种情况下，利用大脑组织就能确保表观遗传时钟能被更好地校准用于调查痴呆症等多种大脑衰老相关的疾病。

目前研究人员正在利用这种新型模型来对阿尔兹海默病患者的大脑样本进行测试，他们推测将会在这些样本中找到患者大脑组织生物学衰老水平升高的证据；近年来，表观遗传学是痴呆症研究领域一个非常有潜力的方向，随着研究人员更好地理解影响阿尔兹海默病发生的机制，这项研究将会变得非常有价值，如果我们能够更加精确地预测大脑的衰老并揭示高度复杂疾病背后的发病原因，或许就有机会开发减缓大脑衰老的有效疗法。最后研究者表示，这项研究得到了阿尔兹海默病协会等机构的自主，如今英国有85万名痴呆症患者，相信随着后期科学家们深入的研究，将会开发出更多有效治疗大脑衰老相关疾病的新型疗法。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Gemma L Shireby， Jonathan P Davies， Paul T Francis， et al.Recalibrating the epigenetic clock： implications for assessing biological age in the human cortex， Brain (2020) doi：10.1093/brain/awaa334

【2】New 'epigenetic' clock provides insight into how the human brain ages

by University of Exeter